на каждый грамм вещества.
Выделяющаяся энергия равна разности энергий связи конечных и исходных элементов. Обратная реакция, то есть соединение ядер среднего веса в ядра урана, потребует затраты такого же количества энергии и поэтому не годится для получения ее.
Использование реакций, в которых тяжелые ядра распадаются на менее тяжелые ядра среднего веса, представляет первый возможный путь выделения атомной энергии. Чем тяжелее исходные ядра, тем больше энергии будет получаться.
Второй путь заключается в использовании реакций соединения очень легких ядер в более тяжелые ядра. Чем легче соединяющиеся ядра, тем больше энергии может быть получено при таких реакциях.
Рассмотрим, например, возможную реакцию слияния ядер дейтерия и трития, в результате которой получаются ядро гелия и один свободный нейтрон. Соответственно тому, что атомный вес дейтерия равен двум, а трития — трем, в этой реакции из 2 г дейтерия и 3 г трития образуется 4 г гелия и 1 г нейтронов. При этом выделяется около 100 млн. ккал энергии на каждый грамм гелия. Действительно, удельная энергия связи, как это видно из кривой рис. 20, для дейтерия равна 25, а для трития — 64 млн. ккал. Следовательно, энергия, выделяющаяся при образовании 2 г дейтерия и 3 г трития, составит 25∙2+64∙3=242 млн. ккал. Удельная энергия связи для гелия равна, как известно, 165 млн. ккал. Следовательно, при образовании 4 г гелия из протонов и нейтронов выделится 165∙4=660 млн. ккал. В случае же образования гелия из дейтерия и трития выделится 660–242=418 млн. ккал, что и дает около 100 млн. ккал на каждый грамм гелия.
* * *
Указанные выше основные пути получения энергии атомных ядер ныне практически реализуются: первый — в реакции деления тяжелых ядер урана или плутония, второй — в термоядерной реакции с водородом.
1. На пути овладения ядерными реакциями
Как известно из вышеизложенного, ядерными реакциями называются превращения атомных ядер одного химического элемента в ядра какого-либо другого элемента.
От открытия ядерных реакций, самопроизвольно протекающих при радиоактивном распаде некоторых элементов в природе, до практического осуществления ядерных реакций с целью получения ядерной энергии наука прошла почти полувековой путь.
Важным этапом здесь было изучение искусственных ядерных реакций, производимых по методу «ядерной» артиллерии. Обстреливая атомы различных элементов быстрыми частицами (альфа-частицами, протонами, дейтеронами и т. п.), ученым удалось осуществить в лабораторных условиях тысячи различных ядерных превращений, в которых из одних химических элементов получались другие элементы.
